2015年6月3日至6月6日,第三屆世界3D打印大會在成都隆重舉行。南極熊3D打印網(wǎng)作為3D打印專業(yè)的互動媒體平臺,到現(xiàn)場為大家從南極熊的視覺來觀看了解這次3D打印領(lǐng)域的重大會展會議。下面請看南極熊·第三屆世界3D打印大會系列—— 世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會的那人那事,專題討論:3D打印在工業(yè)領(lǐng)域如何應(yīng)用?
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2015-6-6 23:52 上傳
BillO'Neill:很榮幸可以給大家分享3D打印,關(guān)于3D打印,我研究的方向是激光的處理和藝術(shù),我的團隊也是非常讓我驕傲的一個團隊,他們在3D打印技術(shù)方面都非常棒,可以說是在世界上是首屈一指的。那么現(xiàn)在就我在學(xué)術(shù)方面的了解跟大家介紹一下3D打印的一些情況。
大家可以看到我們的工程學(xué)院也是一個非常古老的學(xué)院,距今已有900多年的歷史了,我們的學(xué)院里面有150名的教授和老師,1500名學(xué)生。在我們的工程學(xué)院,制造工程學(xué)這門學(xué)科也是非常的重要,而這門學(xué)科里就有3D打印的相關(guān)知識。在我看來,世界各地的工程方面的3D打印應(yīng)用率可以達到25%的年增長率。雖然這項技術(shù)存在了30多年的歷史。但是他的擴大應(yīng)用可能發(fā)展比較緩慢,美國在3D打印方面的銷售額是首屈一指的。歐洲緊隨其后,亞洲在穩(wěn)步增加。我們看一下制造3D打印機在GDP當(dāng)中的一個排行;在美國第一,中國第二,德國和日本的并駕齊驅(qū)。我們看以下這些數(shù)據(jù),并且把這些數(shù)據(jù)和3D打印的銷售額進行一個對比,我們可以發(fā)現(xiàn),如果你占第一的話,你是大部分使用了3D技術(shù)。這說明GDP和財富制造和3D打印的關(guān)聯(lián)非常高的,也就是說如果使用3D打印技術(shù)的話,工業(yè)會發(fā)展的更好!這就是今天我借此論壇機會想和大家分享的一些東西!
3D打印技術(shù)要使用在哪些地方呢?在工業(yè)方面,這些技術(shù)的應(yīng)用是非常廣的。在消費者產(chǎn)品行業(yè),這些打印產(chǎn)品都是可銷售的,而且在生產(chǎn)技術(shù)方面,還可以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)。我們在使用3D技術(shù)的時候,是在生產(chǎn)真正的產(chǎn)品,而不是抓不住的泡沫。我們3D技術(shù)專業(yè)級的使用在過去增長非?欤覀冊谥圃5000美元以下的產(chǎn)品的應(yīng)用也是非常高的,這個技術(shù)的需求量是非常大的,其增長是勢不可擋的。
如果是去到展覽廳的話,大家可以看到很多打印技術(shù)。包括聯(lián)合成型,等等。我們有各種各樣的3D打印機,每個打印機都有自己的優(yōu)勢。因為我是做激光的,所以我對使用激光材料比較感興趣,比如將材料固化成型,或者從液體變成固體的這樣一個過程來生產(chǎn)零件。
我們可以看到這些技術(shù)和材料被應(yīng)用到各種領(lǐng)域,比如汽車領(lǐng)域、時尚領(lǐng)域,航天技術(shù)領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域(比如我們的打印牙齒,就可以用生物兼容性材料去打印等其他領(lǐng)域。
如果我們要控制成本的話,就要使用正確性能的材料,并且能夠為客戶提供他們所需要的一些服務(wù)。我們知道現(xiàn)在也可以使用金屬,還有一些生物材料(這是非常有意思的材料)還有塑料材料等等。我們現(xiàn)在不僅僅要利用傳統(tǒng)材料,還要努力去開發(fā)新材料。
這會給我們帶來新的技術(shù),我們認為3D不應(yīng)該去使用傳統(tǒng)的材料去替代傳統(tǒng)的工業(yè),而是應(yīng)當(dāng)用新的材料和應(yīng)的工業(yè)去替代傳統(tǒng)工業(yè)。
3D打印是一項新技術(shù),我們認為不應(yīng)該局限于使用傳統(tǒng)材料去做3D打印,而是應(yīng)該著重使用新的材料應(yīng)用于新的工業(yè)!
在工業(yè)領(lǐng)域如果應(yīng)用熔融成型技術(shù)的話非常好。簡單講就是用能量沉積技術(shù)將材料融化了,然后進行電腦掃描并儲存。下面我給大家講一組數(shù)據(jù),用這些數(shù)據(jù)來說明3D打印的成本,F(xiàn)在咱這邊的機器功率都是400W到500W,有的能功率更高一些,多個掃描頭用激光進行掃描,成型;這樣就能加快成型速度。大家都知道,每增加功率100瓦就能提升很多速度;這是在提速方面我們可以做的;但是如果我們想把產(chǎn)品做大,怎么辦呢?當(dāng)然是在增加功率的同時加大機器的尺寸。我們經(jīng)過統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)每增加100W的功率就可以增加4萬美元的這樣一個產(chǎn)出。舉例說,如果一個1000瓦的激光機可以給你帶來5萬美元的產(chǎn)出,那么多增加這樣一個激光體系的話多增加的成本可能是1599美元左右,但他給你帶來的收益卻遠遠超過了這些。一個多激光體系的3D打印機雖然非常復(fù)雜,但是這種方案很可行(南極熊不得不佩服其高效益)!那么,如何來提高精度呢?我們需要的是更小的光速;同時如果掃描系統(tǒng)精確的話也可以提高精度,而且激光系統(tǒng)的一個移動技術(shù)也是非常復(fù)雜的,電子數(shù)的話,成型和掃貓是非常復(fù)雜的一個過程,也是非常精確的過程。
光學(xué)系統(tǒng)也受限于色差等因素。另外,目前出來的會得到減輕,但是工藝上則會復(fù)雜化,現(xiàn)在會進行大片的熔融,就會導(dǎo)致熱光學(xué)系統(tǒng)也受限于色差等因素。就會導(dǎo)致熱引力所造成的問題。并且不能夠堆疊,新的方法必須要提高你的準確力,所以我們要研發(fā)新的方法了。
在劍橋大學(xué),我們開發(fā)了這樣一個技術(shù),F(xiàn)在在這個地方,沒有激光掃描,但我們有200個共同工作的激光系統(tǒng),這個激光系統(tǒng)能產(chǎn)生6000瓦的輸入功率,通過我們的技術(shù)能提高到18千瓦。在這里面,我們有一個多激光陣列,這個陣列的精度非常高。我們可以通過這個技術(shù)進行數(shù)據(jù)放大,比如說它的功率做到200瓦每小時,這樣你對能源發(fā)射點的控制會更加精確。因此隨著我們技術(shù)的發(fā)展,3D打印技術(shù)同樣有著跨越式的發(fā)展。我們現(xiàn)在可以提供6到7千瓦,那么成本就比大家想象的要低一些。大家想要的是可靠的一套技術(shù),而且是每天24小時無間斷工作的一個機器,那我們的這個機器就可以實現(xiàn)這個目標,而且更便宜,更快,功率更大。我們現(xiàn)在面臨的一個主要的挑戰(zhàn)是這樣的:我們需要增加一些可以使用的材料,同時能夠提高處理速度。在座的的各位客戶往往想要的都是一些相對更便宜的產(chǎn)品或者是更快生產(chǎn)的產(chǎn)品。那么,如果你要提高生產(chǎn)的速度的話,就必須要提高你的功率,我覺得我們的技術(shù)目前就可以做到這一點。另一方面,我們還要提升技術(shù)的可靠性,現(xiàn)在的激光技術(shù)已經(jīng)家喻戶曉了,使用時間可達10萬小時,相當(dāng)于一個工業(yè)甚至是人生完整的職業(yè)生涯,也就說明了該技術(shù)是值得信賴的。以上就是我們現(xiàn)在正在使用的技術(shù),它來源于通訊技術(shù)。一個設(shè)備的使用期限是25年,所以我們3D技術(shù)的非?捎^的。
這是新材料,因為我的團隊也在生產(chǎn)一些非常復(fù)雜材料,另外一個3D技術(shù),就是看到激光陣列。也是幾個千瓦的激光數(shù)的這樣的一個功率,他進行一個掃描,他是非限性的。一般的話,如果你要用高功率的進行險性的掃描會非常困難,所以我們會進行一個激光陣列掃描。在這個地方,大家還可以看到單次處理技術(shù),他會將激光數(shù)里面想要掃描的形象放大,所以我們現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)是提高速度,是開發(fā)新的速度,還是提高可靠性,我們可以想像一下,在未來的幾年當(dāng)中,可以做出什么樣的創(chuàng)新。
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2015-6-6 23:55 上傳
王聯(lián)鳳:Billo Neill在各個領(lǐng)域給我們分享了3D打印技術(shù),今天我們請來了,Adrian Bowyer博士,下面有請Adrian Bowyer博士。
Adrian Bowyer:非常感謝,我今天演講的題目是大眾制造,我想首先來看看我們的制造業(yè),然后給大家展示一些數(shù)據(jù),展現(xiàn)一些圖片。
這張圖片是全球年度的制造總量的一個展示,而且可以看到很多經(jīng)濟數(shù)字,我們可以發(fā)現(xiàn)我們制造業(yè)的輸出用美元計算是非常簡單的。但是我是工程師,所以我想從另一個方面展示,那就是生產(chǎn)多少噸的?從數(shù)量上來說,我們到底制造了多少東西,這就很難計算了。
對于制造業(yè)而言,我們會考慮的是,當(dāng)我們談到制造業(yè),這只是我們世界上生產(chǎn)東西非常小的一部分,可能是總的制造業(yè)的千分之一。所以絕大多數(shù)都是我們由我們生物體制造,然后賦予我們自己的一些功能。我們以前了解過一些自我復(fù)制的機器,我們看到一個細胞通過分裂之后,就分裂成兩個細胞,然后不斷繁殖變成更多的細胞,所以當(dāng)剛開始的時候,你只是一個細胞,現(xiàn)在你是一個70、80體重的人。
這是一個現(xiàn)性細胞,所以鳥兒制造鳥巢,我們?nèi)祟愔圃炱,因為我們想要在地下更快的行動。那么對于整個工業(yè)來說,會意味著什么。這是我們的一個設(shè)備,在15年前人類發(fā)明了世界上第一個3D打印,這也是第一個制造業(yè)的技術(shù),能夠給我們帶來很多機會。到目前為止可能不行,但是這臺機器可以將自己復(fù)制一半來。在學(xué)術(shù)上來說是很有趣的一個事,所以他能不能復(fù)制其它東西呢,這意味著我們必須想對待農(nóng)業(yè)或者其他的有機物一樣對待它,像奶牛、小麥,因為它們可以給我們帶來有益的東西,就像奶和面包。這也是一個關(guān)于機器方面的結(jié)束,它可以有復(fù)制自身一半的能力,就像圖標上顯示一樣,所以另外一半,他是無法控制的,你可以很容易在世界任何地方獲得,實際上他們在五金店都可以買到,有些不太好買。那現(xiàn)在我開始這個項目的時候,你可以買到最便宜的3D打印機,當(dāng)時只需要300美元,但是我們希望把他價格降低,世界上的3D打印機,他們都是直接或者間接的來自我們的RAPP項目。這是我們工作的一個情況,工作量,我們達到了這個200乘以200的立方,原材料使用的塑料,每個小時有30毫升,出現(xiàn)一個非常有趣的問題,當(dāng)我們3D打印的時候,設(shè)計好的時候復(fù)制的過程,怎么復(fù)制呢?可以組裝這個機器,而人類可以通過6到7個小時就可以復(fù)制,通過4個小時就可以組裝成了,要花費一天的時間把零件全部組裝起來在生物領(lǐng)域,他就是復(fù)制,比細菌復(fù)制要慢,比老鼠復(fù)制要快。你想要一個機器復(fù)制自身的話,你不能夠?qū)θ藗冋f,你版權(quán),這是一個自我復(fù)制的機器,我會使用法律來使用你,就必須要有一個證書,他會允許任何復(fù)制的人都可以這樣做,能夠提高。能夠讓社會人更多使用3D打印,基于現(xiàn)在的這個機器,就可以通過這樣的執(zhí)照告訴人。
我們3D打印帶來什么不同的特點,就是我在網(wǎng)上選的一些東西。首先我們在機器方面,我們第一個復(fù)制的就是這樣一臺機器,大家看到,他們在商店里面有些地方可以買到,就是我們花費20分鐘的時間可以復(fù)制出來,這是一個小型的無人機,可以機型高空拍攝,這也是一個無人機,這是非常有趣的。
當(dāng)把東西放進去以后,包括這里面是一個小型的機器人的一個3D打印的產(chǎn)品,包括這是一個建筑模型,這是一個哥特型的3D打印,另外是一雙女鞋,這個材料是來自于我們喝水的水瓶子3D打印出來的,更多是來自于塑料通過3D把它打印出來,你通過3D打印機,再結(jié)合我們的一些塑料可以3D打印出一些,但是又一個方面,隨著孩子腳的增長,你要給孩子去不斷地去買鞋不斷成長的身體,通過3D,我們可以通過循環(huán)使用材料,來滿足孩子的需要。用在很多方面,應(yīng)用方面很廣。我最喜歡的方面就是這個,我個人最喜歡的。當(dāng)我剛開始這個項目的時候,我還沒有想到可以解決一個居住性的問題,這不是人類居住的問題,而有的人打印了這樣的一個給螃蟹提供的一個殼,然后我們拍攝的照片,去了解這個情況。但是更重要的一點,這是我們第一次,這是我使用的第一代的機器,和大家看到的最新的機器差別是很大。我們通過這個傳統(tǒng)的打印出來,另一位是來自新西蘭的同事,他也是志愿者,這個機器被成為子機,當(dāng)開始組裝的時候,效果不明顯。然后我們可能等的時間太長,當(dāng)你把他重新調(diào)整的時候,機器就會發(fā)揮作用。我們把我們的螺絲刀進行機器組裝,這就是這臺子機,所以這是母子機,而這樣的一個復(fù)制的過程是非常簡單的,免費的。我們可以看到這個機器可以非常簡單的復(fù)制自身,就是你身體的細胞進行自我復(fù)制。而這意味著什么呢?對我們工業(yè)來說,意味著什么。
這些機器主要是個人傳播,個人的愛好,但是另一方面我們把制造業(yè)傳遞給人們,我非常相信各位。但是要對一個工業(yè)帶來變化的話,需要催化劑。我們看到這張圖,一片狼藉。但是汽車行業(yè)沒有被摧毀,但是一小部分被摧毀。這個地方,我們可以看到這里不不同是在于,這生產(chǎn)的汽車是人們希望去購買的汽車,而且出現(xiàn)有些被荒廢的,是人們不想要的。大家可以發(fā)現(xiàn)有一些東西是非常有趣的,箭頭,左邊,現(xiàn)在基本上沒有人坐馬車來,都是開車來,你們多久之前購買過膠卷,你還記得你購買的最后一卷膠卷,絕大多數(shù)人記不清是什么時候,但是記得購買過膠卷。這就是一個行業(yè),就是對這種電子設(shè)備,包括手機,數(shù)碼相機所取代了,這是顛覆性的過程。而且從生物進化,一種物種被一種更優(yōu)秀的物種取代,這兩個方面描寫非常生動。這個過程和汽車的過程是一樣的,當(dāng)汽車取代馬車的時候,當(dāng)數(shù)碼相機取代膠卷的時候,人們注意不到這個轉(zhuǎn)變,實際上他已經(jīng)發(fā)生了。我們會發(fā)現(xiàn)這些從事膠卷行業(yè)的人,他們在其他的行業(yè)找工作也沒有太大問題,這就是我們進化的一個時間變化。我們看看一個非常傳統(tǒng)的制造業(yè)的形式,剛才我的同事談到了一個金屬加工制造,我意識到金屬加工制造可以追溯到史前了,就是利用一個鐵錘不斷地敲打來制造這個鐵的馬蹄,或者制造鐵的農(nóng)業(yè)具來滿足人們的需求。當(dāng)蒸汽機發(fā)明以后,就要擴大生產(chǎn),那么建立大的工廠效率更好,生產(chǎn)的物品更便宜。因為一個人可能會負責(zé)專門公用員工,一個人管理這個熔爐,一個人負責(zé)廣告,這比一個人把這些人做完要好多。但是事情發(fā)生并不這樣,有時候會發(fā)生一個逆轉(zhuǎn)。這是一個洗衣房的照片,很多年以前衣服臟了,會送到洗衣場去,F(xiàn)在沒有人這么做了,因為在我們家里都有這樣一臺機器,其實洗衣機95%的時間都是閑置在家,但是我們非常高興把他放在那兒,因為它可以方便我們洗衣服,雖然只有只有5%的時間在利用它。另外一個方面,發(fā)電行業(yè),我們可以看到以前用煤發(fā)電,現(xiàn)在我們是使用光伏發(fā)電,更經(jīng)濟,而且我們在我們房頂安這光伏,他能帶來更有活力的東西。
所以未來的趨勢如何,我們各位都有自己打印廠,自己有實驗室,西,但是這些行以前是在工廠集中生產(chǎn),現(xiàn)在都集中在家了。如果你要管理自己的工廠的話,為什么不讓你的工廠帶來更多小的工廠,這就是我想說的,謝謝。
王聯(lián)鳳:非常感謝Adrian Bowyer的報告,工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)管理風(fēng)險投資,今天我們也請來了美國UL公司數(shù)字化制造技術(shù)副總裁Zhou Simin,下面有請Zhou Simin。
Zhou Simin:大家早上好,非常感謝今天能邀請我過來,今天能夠看到大家共聚一堂,一起來商量非常有意思,非常有利于這項技術(shù)的進步,我非常激動。我今天講的是3D打印應(yīng)用以及3D打印面臨的挑戰(zhàn)。
首先,我就簡單介紹一下UL,就是我們公司,我們是全球的大公司,我們的運用主要是39個國家里面,目前有131個實驗室,分布在世界各地,F(xiàn)在我們非常的出名,我們目前有220億的UL的標識在產(chǎn)品,這些產(chǎn)品就表示是合規(guī)的,我們有2萬類的產(chǎn)品,比如說電腦等等,都是我們能夠用3D進行打印了,包括醫(yī)療、航天航空。而且我們現(xiàn)在非常的驕傲,能夠與大概7萬世界非常著名的制造商進行合作,并建立了合作伙伴關(guān)系。在3D打印方面,我們主要關(guān)注四個領(lǐng)域的發(fā)展。
首先第一個是培訓(xùn),在培訓(xùn)方面,我們有一些課程,包括增材制造的設(shè)計,材料的設(shè)計,3D材料,還有案例分析。這些里面都會講到3D的應(yīng)用,包括設(shè)備和材料的合規(guī)性,我們會保證設(shè)備和材料是合規(guī)的,是符合標準的。我們相信3D打印會為制造業(yè)帶來很大的機會,而且3D會發(fā)展很快。我們可以看到,這張圖給我們顯示出了從現(xiàn)在到未來3D打印的趨勢。我們作為產(chǎn)業(yè),為制造業(yè)能夠貢獻就是3D技術(shù)的一個改良。如果這個可靠的話,就可以為工業(yè)增光添彩,F(xiàn)在我為大家展示的就是在以下四個領(lǐng)域我們用3D打印可以打印出來的產(chǎn)品。
第一,是在醫(yī)療方面;3D打印在這方面有很大的創(chuàng)新,例如3D打印植入物、打印牙齒、打印一些手術(shù)用具、測試工具等;當(dāng)然3D打印在整形方面也有廣泛的應(yīng)用。我們發(fā)現(xiàn)3D打印可以幫助患者進行個性化治療、輔療,為患者帶來福音。以打印骨骼為例,如果是一個外科醫(yī)生要進行手術(shù)的話,必須要先進性削骨;而我們有了3D打印技術(shù)后可以通過核磁共振成像來看一下關(guān)節(jié)的尺寸,然后根據(jù)尺寸3D打印骨骼,這樣就不用去專門做測量骨骼得得尺寸,而且也能促進患者的恢復(fù)周期。
第二,是在航空航天以及工業(yè)領(lǐng)域。我們都知道3D打印為這些領(lǐng)域提供了各種各樣的零部件,比如說航空航天領(lǐng)域的噴嘴,3D打印出來后比傳統(tǒng)產(chǎn)品要輕20%。我們可以看到現(xiàn)在人們對3D打印的投資興趣越來越濃了,舉例說,在金屬材料方面我們也發(fā)現(xiàn)了很多客戶,而且目前有25%的在線平臺,都為客戶提供了一些3D打印的一些素材,他們可以在家里面就可以打印家具;現(xiàn)在3D打印處于發(fā)展初期,對投資者來講風(fēng)險和成本都比較高,可能比他們在商場買的東西成本都要貴10倍以上,所以我們要發(fā)明新的打印機,為大家設(shè)計新的打印材料,以這種方式來改變消費者市場!在教學(xué)方面,我們也可以把3D打印這項技術(shù)進行普及,放在他們的物理及其他學(xué)科里讓學(xué)生進行學(xué)習(xí)。
所以這樣的產(chǎn)品,如果我們要把他商業(yè)化,我們要解決的重要方面就是驗證和確認產(chǎn)品的性能。產(chǎn)品的質(zhì)量一定要能夠得到保證,無論在哪個行業(yè)。
在我們公司,我們設(shè)計了一個多步驟的工藝流程,在工藝流程當(dāng)中,我們可以看到我們在產(chǎn)業(yè)界范例是什么,他們怎么根據(jù)我們的流程進行3D生產(chǎn)制造,在材料方面,能夠做的非常好,能夠保證材料的安全和可靠性。第一點,我們發(fā)現(xiàn)我們要從設(shè)計出手,通過設(shè)計我們要理解,我們需要的產(chǎn)品要滿足什么樣的安全和制造標準對于我們的制造上來說,而且要讓產(chǎn)品制造出來能夠合規(guī)。第二步驟是非常重要的,就是我們剛才講的多步驟的流程,就是要從材料下手,這個材料的標準是什么,這個材料要達到一致,這樣我們才能保證產(chǎn)品的連貫性。第三就是我們的工藝標準,工藝標準當(dāng)中,有哪些工藝是非常重要的。那么第四到第五是關(guān)于更好地去控制,就是監(jiān)控系統(tǒng),包括有一個監(jiān)管機制,這樣的一個監(jiān)管機制是說我們是可以去重復(fù)制造流程的,不是說這個生產(chǎn)過程,你一次就完了,而是可以不斷地重復(fù)他,每次生產(chǎn)的產(chǎn)品通過這樣的流程監(jiān)督的話,他都可以滿足相應(yīng)的一些標準。我覺得這樣的一個流程,在制造方面是可以實現(xiàn)的,這就需要我們有一個很好的監(jiān)管體制,包括保險、還有監(jiān)管部門等等。
那么現(xiàn)在我們面臨的非常大的一個挑戰(zhàn)就是材料和工藝。我們現(xiàn)在設(shè)計的工藝和流程,是針對如何去測試或者去驗證材料和流程的。我們目前是通過模擬這樣的過程,來看合不合我們的要求。我們?nèi)绾文軌騾s驗證并且分析還有控制這些化學(xué)材料的一些變量,來保證你的產(chǎn)品是穩(wěn)定的。那這個地方也是一個工藝流程,所以如何控制這些變量,包括激光功率等等,這是不斷完善的一個話題。如果想了解更多,可以通過我們的官網(wǎng),這兩天我也會在成都,大家有什么問題可以直接來問我,我會非常高些為大家答疑解惑,謝謝各位。
王聯(lián)鳳:非常感謝Zhou Simin副總裁的報告,Zhou Simin從標準方面闡述了3D領(lǐng)域的工藝,今天我們也請來了Bob Bennett 先生,下面有請Bob Bennett先生。
Bob Bennett:我們整個公司的理念就是引入一些領(lǐng)先的技術(shù),帶到行業(yè)中去。我們在32個國家有72個分公司,致力于發(fā)展3D打印,包括應(yīng)用,服務(wù)和銷售。
我給大家介紹一下Reni shaw的情況,我們有3500的員工分布在全球,而在2013年我們拿出了收入的15%用于研發(fā),今年會增加到18%用于研發(fā),其中很大部分用于金屬的增材制造。Reni shaw增材制造部是由以下組成的,包括了軟件、機械工程、激光,還包括了其他的產(chǎn)品,這對我們的增材制造很有好處。我們有一個增材制造概念研究部,這個部門有很多工程師,他們會去展望未來的5到10年會發(fā)生的一些變化,進行前瞻性的研究。我所在的增材制造研究部距倫敦有250公里的,而在那里我們也研發(fā)我們的應(yīng)用,進行一些基本的基礎(chǔ)研究。我們的制造在另一個城市,所以對于這種網(wǎng)絡(luò)化,我們有3個非常核心的業(yè)務(wù)基地。其中一個在德國,另外一個是在中國的上海,還有一個是在美國芝加哥,這三個技術(shù)中心不僅是是支持我們現(xiàn)有的客戶,他們也具有研發(fā)方面的能力。而且我們有一個研發(fā)工程師的團隊,他們的工作就是幫助我們的客戶來研發(fā)他們自身的生產(chǎn)流程,就是在開放式的架構(gòu)下,我們的客戶有最短的一個學(xué)習(xí)時間,而且有專業(yè)團隊的支持。
這是我們在上海的一個設(shè)施,這是我們的技術(shù)中心,是今年年初我們才剛剛搬進去的技術(shù)中心。我們公司的收入在2014年達到了1.9美元,我們有兩個分部,分別位于北京和廣州,有11個辦事處,有140個員工,所以我們有非常好的網(wǎng)絡(luò)來支持我們的項目和產(chǎn)品線,來滿足中國地區(qū)客戶的需要。
現(xiàn)在來談一下增材金屬發(fā)展是什么樣的情況,航天航空,我們都會贊同航天航空他們在增材制造技術(shù)方面是最活躍的,而且特別是在一個TL的過程中,也是很重要的。通用電器,他們也在噴嘴方面采用了增材技術(shù),為此還放了一個生產(chǎn)線來研發(fā)和設(shè)計新產(chǎn)品。在機床方面,特別是冷卻方面有大量的投資,就是如何讓我們的機床更高效的工作。
下面是汽車行業(yè),汽車行業(yè)在增材方面是一個后來者,因為汽車行業(yè)的從業(yè)人員,他們就使用了增材金屬,而且就是剛才我們的同事所說的一樣的,這個生產(chǎn)過程需要研發(fā),高質(zhì)量低成本才能滿足汽車行業(yè)的需求。我們可能離這個需求還有一定距離。第二,醫(yī)藥方面就是僅次于航空航天活躍的一個領(lǐng)域,包括了牙科,Reni shaw也生產(chǎn)一些牙科應(yīng)用的材料,所以使用這種材料,他實際上是能夠滿足醫(yī)學(xué)方面的需求。比如重建你的面部,頭蓋骨。
所以首先我想要給您介紹的是關(guān)于一個正式的冷卻應(yīng)用,這有一個特定的例子(這個例子是我們的),這是一個機床內(nèi)部,比較復(fù)雜,允許冷卻或者加熱,以便來改善注塑模具的效果和質(zhì)量,這也是通過增材制造來實現(xiàn)。
然后有一些非常獨特的優(yōu)勢,能夠?qū)⑦@些優(yōu)勢帶入到我們的機床設(shè)計方面去,我們看到,使用傳統(tǒng)的方法,可能并不會令人滿意,所以現(xiàn)在通過使用冷卻設(shè)備,可以減少報廢率,可以提高效率。下面一個是溫度的控制,就會允許更均衡的特性,而且使用氣度溫度控制的話,能夠確保更合適的溫度,能夠保證質(zhì)量。實際上一定上提高質(zhì)量,溫度控制也消費一些焊接的一些痕跡,包括通過在一個可以控制的范圍內(nèi)進行冷卻,可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。最后這三點都和改善我們的冷卻或者是冷卻加熱的管道,能夠提高整個質(zhì)量。
Reni shaw的工程公司,是一個新的分布,實際上他能夠提供商業(yè)的工業(yè)集成的應(yīng)用,而且他們也可以教育培訓(xùn),能夠幫助我們的行業(yè)去解決一些非常重要的問題。和客戶合作,會確?蛻暨x擇了正確的技術(shù)來滿足了他們的應(yīng)用,并不是每一臺機床都要求使用我們冷卻的管道和設(shè)備。所以說我們確保能夠有一個正確的應(yīng)用,再就是展現(xiàn)標準,生產(chǎn),第一個零件,然后建立信任,建立起和我們客戶長期的關(guān)系。所以當(dāng)他們要購買我們的產(chǎn)品的時候,他就評估了整個的流程。他們有一個設(shè)計,他們在對這些機床的模具方面有一定的了解。不會出現(xiàn)從零開始,或者完全不知道的情況。
在這里,這是一個圖片,這是一個塑料設(shè)備的一部分,我們看到現(xiàn)有的這些模具,是非常復(fù)雜的注入式模具。在右手邊,這是由客戶的一個熱力學(xué)的研究,發(fā)熱的情況,在圍繞注入的一些部分。我們溫度的分布可能是41度到77度之間,當(dāng)然了,這個零部件他實際上是受到了機床最熱的部分的控制,所以對這部分冷卻,對模具進行冷卻是對溫度的影響和控制的。所以現(xiàn)有的冷卻系統(tǒng),有很多垂直的水平洞,但是并沒有能夠?qū)崿F(xiàn)我們所要求的。所以我們看看現(xiàn)有的一個模具,或者是我們模擬的話,這里是一個圖片,這是一個客戶提供的發(fā)熱的圖片,這是一個模擬軟件所顯示的情況。
下面這是醫(yī)學(xué)技術(shù)上的面部重建,他遇到了一個非常嚴重的交通事故,臉部深陷,在醫(yī)院,醫(yī)生使用了一個鈦合金的植入物重建了他的臉部,重新給了他正常的生活。這是我們增材塑料,來自頭蓋骨的技術(shù)。為了讓這個外科醫(yī)生在這里切掉我們的手術(shù),我們醫(yī)生完全可以把這個部分切除或者是把他切除之后重新調(diào)成之后,再結(jié)合起來。所以在這里可以看到。
所以在這里可以看到,這個第二次的一個切除之后,對于他的使用鈦合金的一個材料進行重新的定位,能夠讓他的骨頭重新結(jié)合在一起。在這里可以看到,他的這個部門的被鈦合金來替代,這也是一個鈦合金的體現(xiàn)。所以部分的問題,對于傳統(tǒng)的過程,特別是在這方面的一個傳統(tǒng)的問題我們來看看。
也就是有一些質(zhì)量問題,就是會出現(xiàn)一些扭曲,可以在這里可以看到的是,出現(xiàn)了一些扭曲。也就是這些切割的部位可能會開放,然后可能會收縮,然后對于外科醫(yī)生就造成了問題。
我并不是說增材技術(shù)沒有這種問題,增材技術(shù)可能在過程中,因為使用了一些方法也會帶來一些壓力,但是我們能夠改善增材制造技術(shù)。在這里又是一個例子,我們沒有使用熱處理,然后最高錯誤達到208個,但是通過使用一個熱處理以后,然后他的錯誤得到極大改善,這些數(shù)據(jù)也顯示了一個偏激,而這個問題呢,對傳統(tǒng)方法也出現(xiàn)了,也就是沒有辦法來塑造一些部件,來達到某種需求。所以傳統(tǒng)的技術(shù)很難達到有些形狀的材料你是設(shè)計不出來的,你看這是一個彎曲,這是外科醫(yī)生在手術(shù)中要去做的,調(diào)整這樣的情況,是會造成破碎,會造成潛在的失敗。所以我們的增材制造能夠完全滿足你的要求,所以最后的結(jié)論就是,使用增材金屬能夠滿足你的形狀,滿足我們具體病人的所需要的一個幾何形狀的需求,然后不同的幾何形狀能夠滿足這些需要面部形狀的需求。所以回到我們的結(jié)論,在這里,我們看到會議的組織者和主席也說過,這個技術(shù)可能只是一個第三次革命的一個開端,我們所做的就是解決技術(shù)的問題,能夠?qū)⒔饘賻氲礁玫囊粋加工和處理中去。我們現(xiàn)在看到的是一個新的產(chǎn)品,這個新的產(chǎn)品是專門來進行生產(chǎn)的,我們現(xiàn)有的生產(chǎn)線是使用我們的生產(chǎn)的應(yīng)用,我們有一個自由度來進行參數(shù)。而這個是專門為滿足就是在商店陳列或者工廠使用的需求來設(shè)計的。Reni shaw公司整個理念就是我們所創(chuàng)造的這樣的一種商業(yè)關(guān)系,這種關(guān)系是我們和客戶商業(yè)關(guān)系。我們的客戶投資其中,他們有能力想現(xiàn)有的平臺升級,在這樣的一個新的環(huán)境和平臺下,產(chǎn)生出來。所以我們和客戶的伙伴關(guān)系是在于我們尋求長期合作技術(shù)上,來對我們?nèi)虻幕A(chǔ)上加以支持。謝謝。
王聯(lián)鳳:非常感謝Bob Bennett先生,今天我們有幸請來了德國Concept Laser 公司亞太區(qū)經(jīng)理GARY Ding先生。
GARY Ding:大家好,3D打印的話題在世界乃至中國都是一個很熱的話題,其實很多同行很多客戶都會說,它真正的落地是什么樣的狀態(tài)。所以今天我講的就是金屬3D打印在工業(yè)中的應(yīng)用。一開始的話,我還想放一個短片,是我們客戶的一個短片。
(短片播放中)
這個短片是我們美國一家客戶,他是全世界最大的3D技術(shù)打印機,其實這方面3D打印在航天航空也是研發(fā)跟開發(fā)和實際的應(yīng)用。我們2014年的銷售額為4300歐元,到2008年到2014年一直保持70%的增長,我們在美國和中國有分公司,有110人的團隊。1997年我們做一個研發(fā),2002年全社會的第一臺設(shè)備,下面數(shù)據(jù)的話,就是我們在全世界一共做六種不同的設(shè)備,其實他是成功區(qū)域來進行。他是90到90的一個毫米,適合做一些比較精密的零件,包括珠寶行業(yè)。如果是需要做一些鈦合金或者鋁合金的話,我們推薦就是這種M2。在三年前推出了最大的X1000打印機,打印量為630乘以400乘以500。
關(guān)于現(xiàn)在的話,全球的一個總量,我給大家做一個介紹。就是3D打印到底什么時候能夠進入大批量生產(chǎn)或者能應(yīng)用到工業(yè)里面,我們想告訴大家的是,這個現(xiàn)在已經(jīng)在走這個步伐了,這是2014年的一個數(shù)據(jù),這個數(shù)據(jù)已經(jīng)在全球是第一位的。2014年,我們在全球賣掉了130萬,而且80%都是工業(yè)化應(yīng)用。在中國的話,我們也是發(fā)展比較快速,就是有1個億的銷售。
汽車應(yīng)用的話,這是我們通過我們公司最大的一家,這是EF的一個卡車的引擎蓋,剛才前面都講到他的優(yōu)勢,他主要的應(yīng)用就是在一些引擎里面或者在內(nèi)室里面,最重要有一個特點,汽車工業(yè)的話,以前的研發(fā)中心7到8年才能出來一個新款,現(xiàn)在3年,乃至于有一些車型,有可能2年就可以,所以說批量生產(chǎn)方面是一個潛在的市場。3D打印,是一個綠色的科技。這是飛機上的一個固定架,如果你要用傳統(tǒng)方式,這樣的一個金屬塊,這里面我要產(chǎn)生的一些廢料,我們就按成本,他的廢料很大,而我們通過3D打印的話,同樣打造零件結(jié)構(gòu)比較輕巧,我們的廢料就很少。
關(guān)于在醫(yī)療方面的應(yīng)用,前面專家也提到,包括面部整形,包括身體的一些關(guān)節(jié),3D打印如何走進我們的生活?塑料可以打印禮品可以打印紀念品。我們?nèi)ツ暝谥袊臅r候,就買了10幾億的金屬3D打印,主要是做活動支架。而且基本上我們在中國,每天有3000顆假牙投入到市場,都是通過金屬3D打印。
金屬3D打印有一個瓶頸,第一個是速度慢,速度慢現(xiàn)在我們改變了,而現(xiàn)在的話,通過生產(chǎn)成本核算的話,但這里面還有一個問題沒有完完全全通過。就是大家可以想像金屬3D打印都是唯一性,就是唯一性的同時,能夠保證生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。就是你要生產(chǎn)1個件或者10個件,你的激光的功率,你的粉彩拿去做測試,這個被破壞了,所以這就是我們行業(yè)的要求,就是硬度、密度,然后醫(yī)療需要強度,而這方面的話,就是從5年前我們有自己的安全模塊,這里面我們集成了6個質(zhì)量的塊。大家看到激光,激光功率就是一個質(zhì)量,激光運行并不是完全穩(wěn)定,就是200瓦的激光,他一般有幅度空間,從180到200之間,而這方面對成型造成影響。
這里面著重強調(diào)的一點,如果在制作過程中,部分出現(xiàn)問題的話,會影響你最終的結(jié)果,QM就是對激光進行監(jiān)控。我們要保證整個封閉的空間里面的一個循環(huán),不需要說是一定要大晴天或者是大陰天,就是要保證激光是穩(wěn)定的。
這是一個生產(chǎn)區(qū)域,這是我們的溶蝕點,就是一般的話,都要整幅的去改變,其實我們每一個像素都能把這個改變。我們隨時進行熔點觀測,從這個信號。這里面要求是比較高的。從上面來看,我們每隔0.15毫米,就拍攝一張照片,大家都知道激光的路徑是非?斓模棵500秒速度,我們的相機每秒票3300多張,但是我們每秒處理的速度要達到260兆的處理速度。那這用來是干嘛的,就是我們可以完完全全獲取他的激光的一個狀況,就是我們通過相機來觀測,我們有一些數(shù)值進行分析。同樣他會有一些圖標。這里面就比較專業(yè)的,時間有限,我們事后交流。
最后,就是跟大家分享我們的客戶群,包括中國的,我們在中國有超過1個億的銷售,有24臺設(shè)備在中國應(yīng)用,所以我們也堅信中國的航天航空,醫(yī)療乃至牙科這方面有更多的需求和更多的要求,有更高的發(fā)展空間。事后進行深一部的交流,謝謝。(3D打印在線)
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